Статическая устойчивость электропривода

Под устойчивостью электропривода понимают его способность возвращаться в состояние устойчивого равновесия после выведения его из этого состояния каким либо возмущающим воздействием.

Влияние величины напряжения сети на устойчивость электропривода. Опрокидывание электродвигателя

Динамическая устойчивость электропривода

На cтатическую устойчивость

Влияние эксплуатационных характеристик электродвигателя

ПЛАН ЛЕКЦИИ

Устойчивость работы электропривода

1. Устойчивое, неустойчивое и безразличное состояния электродвигателей

2. Статическая устойчивость электроприводаСовмещенные механические характеристики электродвигателя и механизмов

Всякое нарушение равновесия моментов, действующих в системе, вызовет прекращение установившегося равновесия электропривода. Причем в разных условиях привод будет по – разному реагировать на возмущающее воздействие, которое вывело его из состояния установившегося равновесия.

Cостояния равновесия подразделяются на:

∙ устойчивое;

∙ не устойчивое;

∙ безразличное.

Рассмотрим состояния равновесия на примере шара (рис. 12.1)

Рис.12.1 Пример устойчивого(а), не устойчивого(б), и безразличного(в) состояния равновесия

В положениях шар находится в установившемся равновесии. Но возмущающее равновесие выведет шар из установившегося равновесия.

В случае а) появляются силы, которые будут стремиться вернуть шар в установившееся состояние. Такое положение шара является устойчивым. По аналогии с шаром, если система электропривода устойчива, после прекращения возмущающего воздействия электропривод возвратится в установившийся режим работы с прежней скоростью.

В случае б) после выведения шара из установившегося равновесного состояния появятся силы, которые будут стремится сместить шар еще дальше от положения установившегося равновесия. В неустойчивой системе электропривода, после возмущающего воздействия, скорость привода будет безгранично увеличиваться или уменьшатся вплоть до полной остановки электродвигателя.

Случай в) называют безразличным состоянием, при котором шар, после выведения из установившегося состояния, положение, может занять любое другое устойчивое положение.

В системе электропривода безразличное состояние соответствует совпадению механической характеристики двигателя с характеристикой статического момента исполнительного механизма. При этом возможен режим работы в любой точке участка совпадения механических характеристик двигателя и исполнительного механизма.

Электропривод может быть использован, только если работает устойчиво во всех требуемых режимах.

Устойчивая работа электромеханической системы обеспечивается подбором соответствующих параметров и характеристик электродвигателя, исполнительного механизма и системы управления.

Различают два вида устойчивости:

1)статическая устойчивость;

2) динамическая устойчивость.

Статической устойчивостью называют способность электропривода (самостоятельно) автоматически восстанавливать устойчивое равновесие при незначительных и плавных нарушениях режима работы.

Причем нарушения режима настолько малы, что можно пренебречь влиянием механической и электромагнитной инерции. Статическая устойчивость обеспечивается за счет способности электродвигателя к саморегулированию.Вставка M 255Электропривод представляет собой электромеханическую систему, которая должна работать устойчиво.

Электропривод работает устойчиво с постоянной скоростью в установившемся режиме.

Напомним, что установившимся режимом электропривода называется режим, при котором скорость привода не изменяется, потому что вращающий электромагнитный момент двигателя равен тормозному моменту механизма:

М = М.

Поясним это на примере (рис. 12.2 а).

Рис. 12.2 Совмещенные механические характеристики электродвигателя и механизмов электродвигателя 1; лебедки (крана) 2; центробежного насоса 3

На рис. 12.2а изображены механические характеристики: электродвигателя 1; лебедки (крана) 2; центробежного насоса 3.

Точка пересечения механических характеристик электродвигателя и механизма соответствует установившемуся режиму работы привода, потому что именно в этой точке угловая скорость электродвигателя равна угловой скорости механизма, и, аналогично, вращающий электромагнитный момент двигателя равен тормозному моменту механизма.

Пусть один и тот же электродвигатель, имея механическую характеристику 1, поочередно используется в электроприводе крана (характеристика 2), а затем - насоса (характеристика 3).

Тогда двигатель будет работать устойчиво либо со скоростью ω (кран), либо со скоростью ω (насос).

Для проверки устойчивости систему надо перевести из статического режима работы в динамический, создав внешнее возмущающее воздействие.

Таким воздействием может служить: для лебедки скачкообразное увеличение веса груза, для насоса – скачкообразное изменение степени открытия клапана.

Напомним, что систему называют устойчивой, если она, будучи выведена из состояния равновесия и предоставлена самой себе, с течением времени вернется к первоначальному установившемуся состоянию или перейдет в новое установившееся состояние.

На устойчивость электроприводов влияет множество факторов, к основным из которых относятся:

1. эксплуатационные характеристики электродвигателей;

2. изменение параметров питающей сети и самого двигателя.

Рассмотрим поочередно действие каждого из перечисленных факторов на устойчивость работы электропривода